Was ist Praseodym?
Praseodym (Symbol Pr) ist Element 59 im Periodensystem, ein Lanthanoid in der 6. Eine Seltene Erde, die Schweißerbrillen färbt und mit Neodym legiert beeindruckende Magnete bildet. Bei Raumtemperatur ist es fest.
Struktur
Kein Diagramm aus Punkten auf Ringen — eine Monte-Carlo-Stichprobe der tatsächlichen Wahrscheinlichkeitsdichte |ψ|² für jede besetzte Unterschale. Ziehen Sie, um die Ansicht zu drehen. Blau und Violett kennzeichnen entgegengesetzte Vorzeichen der Wellenfunktion, wodurch Bindungen möglich werden.
Gemessene Werte
Jeder Balken zeigt, wo Praseodym bei dieser Eigenschaft unter allen 118 Elementen steht.
Quellen: IUPAC 2021 Standard-Atomgewichte · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Werte mit ~ sind vorhergesagt und nicht gemessen.
Größe, maßstabsgetreu
Radius 182 pm — das entspricht 0,182 nm; etwa 2,75 Millionen davon nebeneinander würden einen Millimeter überspannen.
Temperaturbereich
Praseodym ist über einen Bereich von 2585 K flüssig, von 1208 K bis 3793 K.
Die Geschichte
Eine Seltene Erde, die Schweißerbrillen färbt und mit Neodym legiert beeindruckende Magnete bildet.
Carl Auer von Welsbach, ein österreichischer Chemiker und Erfinder, untersuchte Didym, ein vermeintliches Element, das Wissenschaftler jahrzehntelang vor ein Rätsel gestellt hatte. Mithilfe der neu entwickelten Technik der fraktionierten Kristallisation vermutete er, dass Didym kein einzelnes Element war.
Durch aufwendige Kristallisationsexperimente trennte Welsbach Didym erfolgreich in zwei eigenständige Elemente. Der Prozess erforderte Hunderte von Rekristallisationen und dauerte Monate.
Welsbach benannte eines der Elemente „Praseodym“, abgeleitet von den griechischen Wörtern „prasios“ (grün) und „didymos“ (Zwilling). Damit bezog er sich auf seine grünen Salze und seine Zwillingsbeziehung zu Neodym, das er gleichzeitig entdeckte.
Über 40 Jahre lang hatten Wissenschaftler „Didym“ untersucht und angenommen, es handle sich um ein einzelnes Element. Das Rätsel begann 1841, als Carl Mosander es erstmals von Cer trennte. Der Durchbruch gelang, als Welsbach systematische Spektroskopie einsetzte, um die Eigenschaften des vermeintlichen Elements zu untersuchen.
„Das Spektroskop enthüllte Linien, die nicht zu einem einzelnen Element gehören konnten – das Rätsel des Didyms war endlich gelöst.“
— Carl Auer von Welsbach, 1885
Carl Auer von Welsbach war nicht nur ein Entdecker, sondern auch ein Erfinder, dessen Arbeit das tägliche Leben veränderte:
Welsbachs Trennung von Praseodym und Neodym bewies, dass sorgfältige analytische Chemie verborgene Komplexität in der Natur sichtbar machen konnte. Seine Techniken wurden zur Grundlage für die Trennung aller Elemente der Seltenen Erden.
Obwohl Welsbach zu Lebzeiten zahlreiche Ehrungen erhielt, darunter die Erhebung in den Freiherrenstand durch den österreichischen Kaiser, werden seine Beiträge zur Chemie der Seltenen Erden oft übersehen. Moderne Hightech-Industrien verdanken ihre Existenz seinen grundlegenden Entdeckungen.
Anwendungen
Praseodym ist der „Farbmeister“ der Familie der Seltenen Erden und erzeugt die leuchtendsten Grüntöne in der Materialwissenschaft. Seine einzigartige elektronische Struktur macht es für optische und magnetische Anwendungen unverzichtbar.
Praseodymgelbgrün gehört zu den stabilsten und leuchtendsten Farbstoffen, die der Wissenschaft bekannt sind. Anders als organische Farbstoffe, die verblassen, behält Praseodym seine brillante Farbe über Jahrhunderte. Es wird verwendet für:
Praseodym ist für die Herstellung der stärksten Permanentmagnete der Welt von entscheidender Bedeutung:
Die einzigartigen optischen Eigenschaften von Praseodym machen es unverzichtbar für:
Die Preise für Praseodym sind aufgrund des begrenzten Angebots und der steigenden Nachfrage aus der Elektrofahrzeugindustrie äußerst volatil. Ein typisches Elektroauto benötigt in seinen verschiedenen Komponenten 200–600 Gramm Praseodym.
Woher es stammt
9,2 mg/kg der Erdkruste · häufiger als 68 % der Elemente
Praseodym ist eines der selteneren Elemente der Seltenen Erden und macht in Erzvorkommen nur etwa 5 % des gesamten Lanthanoidanteils aus. Obwohl es als „selten“ gilt, ist es dennoch häufiger als Silber oder Quecksilber.
Chemische Formel: (Ce,La,Pr,Nd)CO₃F
Pr-Anteil: 4–6 %
Wichtige Quelle: Mountain Pass (USA), Bayan Obo (China)
Chemische Formel: (Ce,La,Nd,Th)PO₄
Pr-Anteil: 3–5 %
Vorkommen: Strandsandvorkommen, Seifenlagerstätten
Chemische Formel: YPO₄ (mit Pr-Substitution)
Pr-Anteil: 1–3 %
Spezialquelle: Schwermineralsande
Praseodym bildet sich in Karbonatitkomplexen und alkalischen magmatischen Intrusionen durch extreme magmatische Differentiation. Das Element reichert sich während spätphasiger Kristallisationsprozesse an und ist oft mit fluorhaltigen Fluiden verbunden.
Die Recyclingeffizienz ist derzeit niedrig (5–10 %), verbessert sich jedoch aufgrund steigender Preise und Versorgungsbedenken rasch.
Praseodym ist aufgrund der geografischen Konzentration der Produktion und der technischen Schwierigkeit, es von anderen Elementen der Seltenen Erden zu trennen, erheblichen Risiken in der Lieferkette ausgesetzt. Die Verarbeitung erfordert anspruchsvolle chemische Trennverfahren.
Handhabung
Praseodymverbindungen müssen aufgrund des Risikos einer Sensibilisierung der Atemwege und der Haut sowie der Brandgefahr in metallischer Form sorgfältig gehandhabt werden.
Praseodymmetall: In fein verteiltem Zustand hochpyrophor.
Feuerlöscher der Klasse D oder trockenen Sand verwenden. Bereich evakuieren. Niemals Wasser verwenden – es verursacht eine heftige Reaktion.
Sofort an die frische Luft bringen. Auf verzögert auftretende Auswirkungen auf die Atemwege achten. Ärztliche Hilfe suchen.
15 Minuten lang mit sauberem Wasser spülen. Augenlider offen halten. Kontaktlinsen entfernen, sofern dies gefahrlos möglich ist.
Gründlich mit Wasser und Seife waschen. Kontaminierte Kleidung sofort ausziehen.
Ökotoxizität: Praseodymverbindungen können für Wasserorganismen giftig sein. Eine Freisetzung in Gewässer und Böden verhindern. Ausschließlich über zugelassene Einrichtungen für gefährliche Abfälle entsorgen.
Schnelle Antworten
Praseodym (Symbol Pr) ist Element 59 im Periodensystem, ein Lanthanoid in der 6. Eine Seltene Erde, die Schweißerbrillen färbt und mit Neodym legiert beeindruckende Magnete bildet. Bei Raumtemperatur ist es fest.
[Xe] 4f³ 6s²; sie ergibt 6 besetzte Elektronenschalen mit der Verteilung 2, 8, 18, 21, 8, 2.Praseodym schmilzt bei 1208 K (934.9 °C) und siedet bei 3793 K (3519.9 °C).
Die Standardatommasse von Praseodym beträgt 140.908 u. Dabei handelt es sich um einen gewichteten Mittelwert seiner natürlich vorkommenden Isotope, weshalb sie nur selten eine ganze Zahl ist.
Praseodym hat eine Dichte von 6.77 g/cm³. Wasser hat eine Dichte von 1.0 g/cm³, daher ist ein Block aus Praseodym ungefähr 6.8× schwerer.
Praseodym hat eine Elektronegativität von 1.13 nach Pauling. Die Skala reicht von 0,70 (Francium, das Elektronen am wenigsten stark anzieht) bis 3,98 (Fluor, das stärkste). Ein so niedriger Wert bedeutet, dass es seine Außenelektronen leicht abgibt und dabei positive Ionen bildet.
Praseodym wurde 1885 von Carl Auer von Welsbach entdeckt. Es ist nach griechisch prasios didymos, „grüner Zwilling“ benannt.
Praseodym macht Über 9.2 mg/kg der Erdkruste aus — nicht häufig, aber auch nicht selten.